龍德海

摘要：與火電廠相比，風(fēng)電場線路更為復(fù)雜，風(fēng)電場的整體電能損耗是不容忽略的，文章以感城風(fēng)電場為例從變壓器、輸電線路、場區(qū)生活用電與輔助設(shè)備等方面分析了風(fēng)電場的電能損耗，并探討了降低感城風(fēng)電場的綜合損耗措施。

關(guān)鍵詞：感城風(fēng)電場；綜合損耗；變壓器；輸電線路

中圖分類號：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0130-02

海南東方海岸線長達(dá)128.4km以上，風(fēng)能資源非常豐富，目前已建成了感城、四更與高排等風(fēng)電場，感城風(fēng)電場的裝機(jī)容量為4.95萬千瓦，上網(wǎng)發(fā)電量為1.1億度，風(fēng)電機(jī)組采用的是雙饋異步機(jī)，動力來自風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電不僅能有效解決我國的能源需求問題，還能將生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益提高，風(fēng)電場主要是由升壓站中的設(shè)備、箱變、架空線與發(fā)電機(jī)組等所構(gòu)成的，電能損耗也主要來自這些部分，對風(fēng)電場的發(fā)電效率產(chǎn)生了影響。

1 降低變壓器與輸電線路的損耗

1.1 降低變壓器損耗

在感城風(fēng)電場中，變壓器是發(fā)電設(shè)備的主要構(gòu)成之一，發(fā)電運(yùn)行過程會消耗大量的電能，為降低變壓器損耗，可采取下列措施進(jìn)行預(yù)防：

一是變壓器并不是額定負(fù)荷運(yùn)行的情況下最省，只有在鐵損與銅損相等的時候，才是最經(jīng)濟(jì)合理的，其運(yùn)行效益也最高的，因此，確保變壓器鐵損與銅損的相等性是必要的。

二是當(dāng)變壓器的平衡度越大時，損耗也就會越大，為降低變壓器的電能損耗，要求變壓器的低壓側(cè)電流不平衡度應(yīng)控制在10%以內(nèi)，主要支線始端與低壓干線電流的不平衡度應(yīng)該控制在20%以內(nèi)。感城發(fā)電場的發(fā)電機(jī)組內(nèi)部很多用電設(shè)備電源為220V，并分別來自內(nèi)部的干變?nèi)?，若?fù)載不均勻的話，就會出現(xiàn)電流不平衡現(xiàn)象，加大干變損耗。

三是感城發(fā)電場中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定電壓為0.69kV，額定功率為1500kW，功率因數(shù)為1，相應(yīng)提高功率因數(shù)或者降低變壓器的運(yùn)行溫度等方法，能有效提高風(fēng)電場運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

1.2 降低輸電線路的損耗

在感城風(fēng)電場中，采用的主要是10kV的架空線路，總長度為20km左右，型號為LGJF-240，與火電廠相比，我風(fēng)電場的線路較為復(fù)雜，更接近小型配電網(wǎng)，升壓站與風(fēng)電機(jī)間會通過該小型配電網(wǎng)進(jìn)行功率傳輸，這樣就會容易出現(xiàn)線路損耗。與變壓器銅損相似，輸電線路的損耗會隨著電壓降低而損耗增加，當(dāng)功率P一定的時候，電壓U越大，電流I就越小，輸電線路損耗和電流I成正相關(guān)。由此，在允許基礎(chǔ)上，提升電壓，能降低輸電線路里的損耗。

2 場區(qū)生活與設(shè)備用電方面的損耗控制

在感城風(fēng)電場中，場區(qū)生活與設(shè)備用電損耗是不可忽視的，為做好風(fēng)電場的降耗工作，避免電能浪費(fèi)，應(yīng)制定合理的場區(qū)節(jié)約用電措施，室內(nèi)外照明開關(guān)可依據(jù)日出日落的時間來確定，當(dāng)光線充足狀況下，應(yīng)禁止照明，天氣異常下，應(yīng)由值長進(jìn)行確定，開啟部分的照明燈，來補(bǔ)充光線的不足。生活用水用電應(yīng)本著節(jié)約原則，防止長流水與長明燈狀況出現(xiàn)。感城風(fēng)電場位于海南島地處熱帶北緣，屬熱帶季風(fēng)氣候，主要以高溫多雨天氣為主，長夏無冬，年平均溫度在22℃～26℃之間，因此，平常應(yīng)禁止使用空調(diào)等設(shè)施，只有夏季遇有高溫天氣，且天氣在26℃以上時，才能開啟空調(diào)等設(shè)施，如果室溫符合要求，就禁止開啟空調(diào)等設(shè)施。在休息時，要斷開電腦與電視的電源，不使用遙控關(guān)閉，節(jié)省電能損耗，應(yīng)從點(diǎn)滴做起，實(shí)現(xiàn)場區(qū)的全面降損。

3 降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)輔助設(shè)備的用電損耗措施

3.1 變頻器網(wǎng)側(cè)變流器的損耗控制

在感城風(fēng)電場中，原變流器脫網(wǎng)之后，仍會調(diào)制10min左右，主要是為了讓風(fēng)電機(jī)下次能夠快速并網(wǎng)與自檢，以恢復(fù)正常的運(yùn)行，不過經(jīng)觀察研究得知，延時10min過長，容易產(chǎn)生不必要電量損耗與設(shè)備損耗，為節(jié)省電能，可將延時時間改為1min。

3.2 機(jī)艙柜與塔基柜的損耗控制

在感城風(fēng)電場中，塔基柜與機(jī)艙柜采取的是空調(diào)制冷，以維持柜內(nèi)的濕度與溫度，一臺空調(diào)功率最大為2550W，原空調(diào)啟動的制冷溫度是30℃，而實(shí)際柜體的溫度約為20℃，空調(diào)一直處在工作狀態(tài)，在柜中易出現(xiàn)凝露問題。為改善柜內(nèi)溫度，減少空調(diào)制冷啟動的次數(shù)，通過實(shí)際條件與塔基柜、機(jī)艙柜的觀察，把空調(diào)啟動的制冷溫度改為38℃，而柜內(nèi)溫度保持在35℃左右就能滿足要求，同時，還降低了空調(diào)的電能損耗。

3.3 機(jī)艙循環(huán)風(fēng)扇的啟停損耗控制

在感城風(fēng)電場中，機(jī)艙循環(huán)風(fēng)扇是重要的構(gòu)成部分，在修改之前，循環(huán)風(fēng)扇的啟動條件為：機(jī)艙環(huán)境溫度每分鐘的平均值高于38.5℃，發(fā)電機(jī)繞組溫度每分鐘平均值高度75℃，機(jī)組處在沙塵暴模式下，或驅(qū)動端的軸承溫度每分鐘平均值高于75℃等，機(jī)艙的循環(huán)風(fēng)扇就啟動。機(jī)艙循環(huán)風(fēng)扇停止時，環(huán)境溫度每分鐘平均值低于33.5℃，發(fā)電機(jī)繞組溫度每分鐘平均值低于65℃，或者未處在沙塵暴模式等方式。該條件下的機(jī)艙循環(huán)啟停次數(shù)過于頻繁，工作時間長，損耗了大量的電能，為降低電能損耗，通過實(shí)際觀察，將機(jī)艙循環(huán)風(fēng)扇改為環(huán)境溫度每分鐘平均值高于43℃時，風(fēng)扇啟動；低于40℃時，就停止循環(huán)風(fēng)扇。

3.4 齒輪箱冷卻水泵、風(fēng)扇的損耗控制

在感城風(fēng)電場中，齒輪箱的油溫原每分鐘高于55℃時，就啟動；油溫每分鐘的平均值低于52℃，并且冷卻水溫每分鐘的平均值低于32℃，室外環(huán)境平均值高于-12℃時，齒輪箱的冷卻水泵就停止。通過實(shí)際操作觀察，滿足冷卻水泵工作條件的同時，降低電能損耗，將齒輪箱的冷卻啟動條件進(jìn)行了修改，當(dāng)齒輪箱每分鐘的平均值高于60℃，室外環(huán)境平均值低于-15℃，就啟動齒輪箱水泵；每分鐘齒輪箱的油溫低于58℃，并且冷卻水溫的齒輪油溫低于40℃時，就停止冷卻水泵運(yùn)行。同理，將冷卻風(fēng)扇的啟動條件改為了水溫每分鐘平均值高于55℃，即可停止，水溫每分鐘低于40℃，且油溫低于58℃，就可停止冷卻風(fēng)扇。

4 風(fēng)機(jī)待風(fēng)模式的損耗控制

在感城風(fēng)電場中，風(fēng)機(jī)待風(fēng)模式下也會有用電損耗，其主要表現(xiàn)在偏航電機(jī)啟停與切入風(fēng)速上，這兩方面的用電損耗控制措施為：

其一，加強(qiáng)偏航電機(jī)啟停次數(shù)的控制。在風(fēng)電場中，偏航系統(tǒng)的作用是對風(fēng)與解纜，當(dāng)對風(fēng)角度越小時，風(fēng)機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化率就會越高。若高風(fēng)速的時候，達(dá)到額定負(fù)荷，并轉(zhuǎn)入漿距的控制形式時，對風(fēng)角度的偏航稍大些，可減少偏航電機(jī)啟停的次數(shù)。為不會影響風(fēng)電場風(fēng)機(jī)正常的發(fā)電量，并降低偏航電機(jī)的自用電量。如感城風(fēng)電場原來的停機(jī)偏航模式為0，機(jī)組能偏航，通過觀察之后，將停機(jī)偏航模式改成了30，且機(jī)組不能偏航，以控制偏航電機(jī)的啟停次數(shù)，從而降低啟停時的用電損耗。

其二，合理修改風(fēng)機(jī)切入的風(fēng)速。在感城風(fēng)電場中，機(jī)組進(jìn)入待風(fēng)模式的條件是每10min的風(fēng)速均值低于3.4m/s，而在等于3.5m/s時，退出待風(fēng)模式，開始啟動。為了更好地節(jié)省損耗，保證機(jī)組的并網(wǎng)條件，將機(jī)組的待風(fēng)模式條件改成了風(fēng)速每10min的均值低于3m/s時，就進(jìn)入待風(fēng)狀態(tài)，而10min的均值≥3.5時，機(jī)組就退出待風(fēng)模式，開始啟動，通過機(jī)組風(fēng)速的調(diào)整，可減少啟動的頻率，降低風(fēng)機(jī)的自用電消耗。

5 結(jié)語

感城風(fēng)電場在實(shí)際運(yùn)行中，存在電能損耗問題，通過實(shí)際運(yùn)行觀察，對風(fēng)電場的變壓器、輸電線路進(jìn)行調(diào)整，可降低電能消耗，除了主要設(shè)備的消耗外，輔助設(shè)備的消耗也是很大的，對輔助設(shè)備參數(shù)及啟停次數(shù)、條件進(jìn)行改進(jìn)，更能有效降低感城風(fēng)電場的綜合損耗，提高感城風(fēng)電場工作效率，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展提供可靠的基本保障。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：劉 晶）